JP2023015708A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転がり軸受から容易に引き抜くことが可能な密封装置を提供する。【解決手段】密封装置は、内側部材に固定される環状の内側シール部材と、外側部材の孔の内面に固定される環状の外側シール部材とを備える。内側シール部材は、内側部材に固定される内側スリーブと、内側スリーブの外側に放射状に広がるフランジと、内側スリーブと同心に配置された外側スリーブを有する。外側シール部材は剛性部と弾性部を備える。剛性部は、外側部材の孔に嵌め込まれる円筒部分と、円筒部分の径方向内側に向けて延びる円環部分と、円環部分から大気側に向けて突出する複数の軸線方向突出部分と、各軸線方向突出部分に形成され、指または治具で外側シール部材が引っ張られることを案内する凹部を備える。軸線方向突出部分は、内側シール部材の外側スリーブの径方向外側に、外側スリーブと間隔をおいて配置されている。弾性部は軸線方向突出部分の凹部に充填されていない。【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受の内部を密封する密封装置に関する。

特許文献１には、鉄道車両での使用に適した転がり軸受の内部を密封する密封装置が開示されている。この密封装置は、転がり軸受の内側部材に固定される環状の内側シール部材と、転がり軸受の外側部材の孔の内面に固定される環状の外側シール部材を備える。

国際公開第２０１９／０７４０４２号

鉄道車両またはトラック、バスなどの大型自動車の転がり軸受は、大きな荷重を受け、多量のダストにさらされ、大幅な温度変化の影響を受ける。特に鉄道車両の周囲には、鉄道の摩耗により発生した多量の鉄粉が存在する。転がり軸受の補修に伴って、密封装置を交換する必要性がある。

特許文献１に開示された密封装置では、外側シール部材の剛性部は、複数の軸線方向突出部分を備える。軸線方向突出部分には、手または治具で外側シール部材が引っ張られ、転がり軸受の外側部材から外側シール部材が引き抜かれるよう案内する凹部が形成されている。

密封装置を転がり軸受からさらに容易に引き抜くための改善が要望されている。

そこで、本発明は、転がり軸受から容易に引き抜くことが可能な密封装置を提供する。

本発明に係るある態様は、転がり軸受の相対的に回転する内側部材と外側部材との間に配置され、前記内側部材と前記外側部材との間の間隙を封止する密封装置を提供する。密封装置は、前記内側部材に固定される環状の内側シール部材と、前記外側部材の孔の内面に固定され、前記内側シール部材の径方向外側に配置される環状の外側シール部材とを備える。前記内側シール部材は、前記内側部材に固定される内側スリーブと、前記内側スリーブの大気側の端部に一体に連結されて前記内側スリーブの外側に放射状に広がるフランジと、前記フランジの外端縁に一体に連結されて前記内側スリーブと同心に配置された外側スリーブとを有する。前記外側シール部材は、剛性材料から形成された剛性部と、前記剛性部に固定された弾性材料から形成された弾性部とを備える。前記剛性部は、前記外側部材の孔に嵌め込まれて前記外側部材に固定される円筒部分と、前記円筒部分の大気側の端部に一体に連結されて前記円筒部分の径方向内側に向けて延びる円環部分と、前記円筒部分の径方向内側に配置され、前記円環部分から大気側に向けて前記外側シール部材の軸線方向に突出する複数の軸線方向突出部分と、各軸線方向突出部分に形成されて、指または治具で前記外側シール部材が引っ張られることを案内する凹部とを備える。前記弾性部は、前記剛性部の前記円環部分に固定された固定部分と、前記固定部分から前記内側シール部材の前記内側スリーブに向けて延びる少なくとも１つのシールリップと、前記固定部分から前記内側シール部材の前記フランジに向けて延びる少なくとも１つのダストリップとを備える。前記軸線方向突出部分は、前記内側シール部材の前記外側スリーブの径方向外側に、前記外側スリーブと間隔をおいて配置されている。前記弾性部は、前記剛性部の前記軸線方向突出部分の前記凹部に充填されていない。

この態様においては、外側シール部材の剛性部の円筒部分が孔の内面に嵌め込まれることによって、外側シール部材は孔に固定される。外側シール部材の剛性部の軸線方向突出部分は、指または治具で外側シール部材が引っ張られることを案内する凹部を有しており、凹部を用いて外側シール部材を軸線方向に沿って引っ張ることにより、外側シール部材を、好ましくは内側シール部材と一緒に、転がり軸受の外側部材の孔から抜き出すことができる。

剛性部の軸線方向突出部は、内側シール部材の外側スリーブの径方向外側に配置されているので、指または治具を凹部に引っ掛けるのが容易である。内側シール部材の弾性部は凹部に充填されていないので、大気側にいる作業員は凹部を見つけやすい。また、内側シール部材の弾性部は凹部に充填されていないので、指または治具を凹部に引っ掛ける際、弾性部が邪魔にならない。したがって、密封装置を転がり軸受から容易に引き抜くことが可能である。

使用状態の本発明の実施形態に係る密封装置の断面図である。 使用状態の図１の密封装置の他の断面図である。 非使用状態の図１の密封装置の平面図である。 図１の密封装置の外側シール部材の斜視図である。 転がり軸受から取り外される図１の密封装置の断面図である。 使用状態の本発明の実施形態の変形例に係る密封装置の断面図である。 転がり軸受から取り外される図６の密封装置の断面図である。 使用状態の本発明の実施形態の他の変形例に係る密封装置の断面図である。 使用状態の本発明の実施形態のさらに他の変形例に係る密封装置の断面図である。 使用状態の本発明の実施形態のさらに他の変形例に係る密封装置の断面図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。

図１および図２は、本発明の第１実施形態に係る密封装置１が使用される転がり軸受２の一例である鉄道車両の車軸の軸受を示す。但し、本発明の用途は、鉄道車両の軸受には限定されず、トラック、バスなどの大型自動車の車軸の軸受にも本発明は適用可能である。また、図示の転がり軸受２は、ＲＣＴ（Rotating End Cap Tapered Roller）軸受であるが、本発明の用途は、ＲＣＴ軸受には限定されず、他の種類の転動体を有する、ＲＣＣ（Rotating End Cap Cylindrical Roller）軸受、玉軸受、針軸受などの他の転がり軸受にも本発明は適用可能である。

図１は図３のI-I線矢視断面図であり、図２は図３のII-II線矢視断面図である。

図１および図２に示すように、転がり軸受２は、車軸４が内部に挿入される内輪（内側部材）６と、内輪６の外側に配置された外輪（外側部材）８と、内輪６と外輪８の間に１列に配置された複数のローラー１０と、ローラー１０を定位置に保持する保持器１４とを有する。外輪８が固定されている一方で、内輪６は、車軸４の回転に伴って回転する。保持器１４は外輪８に固定されている。

密封装置１は、相対的に回転する内輪６と外輪８との間に配置され、内輪６と外輪８との間の間隙を封止する。密封装置１の作用により、転がり軸受２の内部からのグリース、すなわち潤滑剤の流出が防止または低減されるとともに、外部から転がり軸受２の内部への異物（水（泥水または塩水を含む）および／またはダスト（鉄粉を含む））の流入が防止または低減される。図１および図２において、矢印Ｄは、外部からの異物の流れの方向の例を示す。

図１および図２においては、車軸４に対する左側部分のみが示されているが、密封装置１および転がり軸受２は円環形状を有する。図１および図２の上側は、軸受内部側Ｂであり、下側は大気側Ａである。但し、転がり軸受２を挟んで、密封装置１の反対側にも密封装置１と類似の密封装置が設けられる。

密封装置１は、環状の内側シール部材２０と、環状の外側シール部材３０とを備える。内側シール部材２０は、内輪６に固定される。外側シール部材３０は、外輪８の孔８Ａの内面に固定され、内側シール部材２０の径方向外側に配置される。

内側シール部材２０は、剛性材料、例えば金属から形成されている。内側シール部材２０は、内側スリーブ２２と、フランジ２４と、外側スリーブ２６とを備える。

内側スリーブ２２は内輪６に固定される。固定の方式は、例えば締まり嵌めであってよい。

フランジ２４は、内側スリーブ２２の大気側の端部に一体に連結されて内側スリーブ２２の外側に放射状に広がる。

外側スリーブ２６は、フランジ２４の外端縁に一体に連結されて、フランジ２４の外端縁から軸受内部側Ｂに向けて内側シール部材２０の軸線方向に延びる。外側スリーブ２６はフランジ２４に同心である。

フランジ２４と外側スリーブ２６は、大気側Ａから軸受内部側Ｂへの異物の侵入を抑制するとともに、後述する外側シール部材３０の弾性部３４を異物から保護する。

外側シール部材３０は、剛性材料、例えば金属から形成された剛性部３２と、弾性材料、例えばエラストマーから形成された弾性部３４とを備える二重構造を有する。剛性部３２は弾性部３４を補強する。

剛性部３２は、外輪８の孔８Ａの内面に固定される円筒部分３６と、円環部分３８と、複数の軸線方向突出部分４０と、複数の内側延長部分４２とを有する。

円筒部分３６は、外輪８の孔８Ａの内周面に締まり嵌めによって嵌め込まれ、外輪８に固定されている。円筒部分３６の軸受内部側Ｂの端部には、周方向に間隔をおいて配置された複数のフック部３６ａが形成されている。フック部３６ａは、円筒部分３６の他の部分よりも径方向外側に広がっている。孔８Ａには凹部すなわち周溝８Ｂが形成されており、円筒部分３６のフック部３６ａは、周溝８Ｂに嵌め込まれる。

図３および図４に示すように、フック部３６ａは等角間隔をおいて配置されるが、角間隔は等しくなくてもよい。この実施形態では、３つのフック部３６ａが設けられているが、フック部３６ａの個数は、２以上の限定されない数であってよい。

円環部分３８は、円筒部分３６の大気側Ａの端部に一体に連結されて円筒部分３６の径方向内側に向けて延びる。円環部分３８は、外側シール部材３０の軸線方向に垂直な平面内に延びている。

複数の軸線方向突出部分４０は、円筒部分３６の径方向内側に配置され、円環部分３８から大気側Ａに向けて外側シール部材３０の軸線方向に突出する。図３および図４に示すように、円環部分３８のうち周方向に角間隔をおいて離れた複数の箇所に切り欠き４１が設けられ、切り欠き４１に対応する箇所が折り曲げられることによって、軸線方向突出部分４０が形成されている。また、円環部分３８のうち複数の軸線方向突出部分４０が形成されていない複数の箇所（切り欠き４１が形成されていない箇所）は、円環部分３８から径方向内側に向けて連続的に延びた複数の内側延長部分４２を形成している。

好ましくは、軸線方向突出部分４０は等角間隔をおいて配置され、内側延長部分４２も等角間隔をおいて配置されるが、これらの角間隔が等しくなくてもよい。この実施形態では、３つの軸線方向突出部分４０および３つの内側延長部分４２が設けられているが、軸線方向突出部分４０の個数および内側延長部分４２の個数は、２以上の限定されない数であってよい。

密封装置１を上または下から見たとき、複数のフック部３６ａは、密封装置１の軸線を中心にして、複数の軸線方向突出部分４０とそれぞれ同じ角度位置に配置されている。但し、フック部３６ａの角度位置は、軸線方向突出部分４０の角度位置と一致していなくてもよい。

軸線方向突出部分４０は、内側シール部材２０の外側スリーブ２６の径方向外側に、外側スリーブ２６と間隔をおいて配置されている。

図１に示すように、各軸線方向突出部分４０には、凹部４４が形成されている。この実施形態では、凹部４４は軸線方向突出部分４０を貫通する貫通孔である。後述するように、凹部４４は、指または治具で外側シール部材３０が引っ張られ、転がり軸受２の外輪８から外側シール部材３０が引き抜かれるよう案内する。軸線方向突出部分４０の凹部４４およびその付近には、弾性部３４が設けられていない。したがって、弾性部３４は、軸線方向突出部分４０の凹部４４に充填されていない。

内側シール部材２０の外側スリーブ２６の円環部分３８側の端部２６ａは、凹部４４の円環部分３８側の端部４４ａよりも大気側Ａに位置する。

弾性部３４は、環状の固定部分５０と、シールリップ５２，５３と、ダストリップ５４と、ラビリンス突起５６を有する。

弾性部３４の固定部分５０は、剛性部３２の円環部分３８と複数の軸線方向突出部分４０に固定された円環状の部分である。周方向に連続する円環状の固定部分５０には、周方向に間欠的に配置された複数の内側延長部分４２の全体が埋設されており、円環部分３８と内側延長部分４２は固定部分５０を補強する。大気側Ａから軸受内部側Ｂに異物が侵入しないように、固定部分５０は、剛性部３２の間欠的に形成された内側延長部分４２の間の切り欠き４１に充填されている。このため固定部分５０の外端縁５０ａは、軸線方向突出部分４０よりも径方向外側にある。

シールリップ５２，５３は、固定部分５０から内側シール部材２０の内側スリーブ２２かつ軸受内部側Ｂに向けて斜めに延びる円錐台形の環である。この実施形態では、２つのシールリップ５２，５３が設けられているが、シールリップの数は１でもよいし３以上でもよい。

シールリップ５２，５３は、軸受内部側Ｂから大気側Ａへのグリースの漏れを防止または低減する。このため、シールリップ５２，５３の先端は、内側シール部材２０の内側スリーブ２２の外周面に全周にわたって摺動可能に接触してもよい。しかし、この実施形態では、シールリップ５２，５３は、内側シール部材２０に接触しない。したがって、シールリップ５２，５３の摩擦に起因する発熱が防止され、シールリップ５２，５３の劣化を低減することができる。シールリップ５２，５３と内側スリーブ２２との間隔を適切に小さく設定することにより、グリースの漏れを防止または低減することができる。

ダストリップ５４は、固定部分５０から内側シール部材２０のフランジ２４に向けて（すなわち大気側Ａに向けて）延びる板状の環である。ダストリップ５４は、ダストリップ５４は、固定部分５０から大気側Ａかつ径方向内側に向けて延びる基端部分５４ａと、基端部分５４ａから大気側Ａかつ径方向外側に向けて延びる先端部分５４ｂとを有する。この実施形態では、１つのダストリップ５４が設けられているが、ダストリップの数は２以上でもよい。

ダストリップ５４は、大気側Ａから軸受内部側Ｂへの異物の侵入を防止または低減する。このため、ダストリップ５４の先端部分５４ｂが内側シール部材２０のフランジ２４の軸受内部側Ｂ側の側面に全周にわたって摺動可能に接触してもよい。しかし、この実施形態では、ダストリップ５４が内側シール部材２０に接触しない。したがって、ダストリップ５４の摩擦に起因する発熱が防止され、ダストリップ５４の劣化を低減することができる。

ラビリンス突起５６は、固定部分５０から内側シール部材２０のフランジ２４に向けて（すなわち大気側Ａに向けて）延びる板状の円環である。ラビリンス突起５６は、ダストリップ５４の径方向外側、かつ内側シール部材２０の外側スリーブ２６の径方向内側に配置されている。ラビリンス突起５６は、外側スリーブ２６の端部２６ａよりもフランジ２４の近くまで延びるが、内側シール部材２０に接触しない。

この実施形態では、ラビリンス突起５６は、円筒形であるが、円錐台形であってもよい。あるいはラビリンス突起５６は、より複雑な断面形状を有していてもよい。

外側スリーブ２６とダストリップ５４の間にラビリンス突起５６が配置されているので、外側スリーブ２６とダストリップ５４の間に、複雑なラビリンス状の空間５７が設けられる。したがって、大気側Ａから異物がダストリップ５４に到達しにくく、軸受内部側Ｂに異物が侵入しにくい。ラビリンス突起５６は内側シール部材２０に接触しないので、摩擦に起因する発熱がなく、ラビリンス突起５６の劣化が低減される。

以上のように、この実施形態では、外側シール部材３０は、密封装置１の使用時に内側シール部材２０に接触する部分を有しない。したがって、摩擦に起因する発熱、および車軸４のトルクの増加を引き起こさない。

転がり軸受２の補修に伴って、密封装置１を交換する必要性がある。図５を参照して、密封装置１の取り外し作業を説明する。

まず、１つ以上の治具７４を準備する。治具７４は、長尺なハンドル部７４ａと、ハンドル部７４ａに対して屈曲した先端部７４ｂとを有するＬ字形である。作業者はハンドル部７４ａを握る。

そして、治具７４の先端部７４ｂを、密封装置１の外側シール部材３０の剛性部３２の軸線方向突出部分４０に形成された凹部４４に挿入することにより、治具７４で軸線方向突出部分４０を捕捉する。

この状態で、治具７４により、外側シール部材３０の軸線方向突出部分４０に対して径方向内側に向かう力Ｆを与えて、外側シール部材３０を径方向に圧縮することによって、外輪８の孔８Ａの内周面から外側シール部材３０の剛性部３２の円筒部分３６を部分的に離す。特に、孔８Ａの周溝８Ｂからフック部３６ａを取り外す。

一度に複数の治具７４を用いて、孔８Ａの周溝８Ｂから複数のフック部３６ａを取り外してもよい。あるいは１つの治具７４を用いて、孔８Ａの周溝８Ｂから１つのフック部３６ａを取り外すことを繰り返して、周溝８Ｂから複数のフック部３６ａを取り外してもよい。

次に、凹部４４に先端部７４ｂが挿入された治具７４を力Ｓで引くことにより、外側シール部材３０を軸線方向に移動させて、外側シール部材３０を転がり軸受２の外輪８の孔８Ａから抜き出すことができる。一旦、外輪８の孔８Ａの周溝８Ｂから複数のフック部３６ａを取り外せば、外側シール部材３０の弾性変形を利用して、外側シール部材３０を転がり軸受２の外輪８の孔８Ａから抜き出すのは容易である。

外側シール部材３０を抜き出すことに伴い、内輪６に固定された内側シール部材２０も外側シール部材３０と一緒に抜き出すことができる。凹部４４は、軸線方向突出部分４０を貫通する貫通孔であり、内側シール部材２０の外側スリーブ２６の円環部分３８側の端部２６ａは、貫通孔の円環部分３８側の端部４４ａよりも大気側に位置する。したがって、治具７４の先端部７４ｂを凹部４４に挿入すると、先端部７４ｂは内側シール部材２０の外側スリーブ２６に引っ掛かり、治具７４で内側シール部材２０も大気側Ａに引っ張ることができる。このようにして、密封装置１を容易に取り外すことが可能である。但し、外側シール部材３０と内側シール部材２０を同時に取り外すことは必須ではなく、内側シール部材２０を内輪６から引き抜いた後に、外側シール部材３０を外輪８から引き抜いてもよい。

この取り外し作業は、治具７４を用いるが、治具７４の代わりに、作業者の指を用いてもよい。また、治具７４を用いる場合であっても、治具７４は、外側シール部材３０に軸線方向の力Ｓを与えて外側シール部材３０を外輪８の孔８Ａから抜き出すことだけに使用してもよい。すなわち、力Ｓを外側シール部材３０に与える前に、作業者の指または他の治具を用いて、外側シール部材３０に径方向内側に向かう力Ｆを与えて外側シール部材３０を径方向に圧縮してもよい。

この実施形態においては、剛性部３２の軸線方向突出部分４０は、内側シール部材２０の外側スリーブ２６の径方向外側に配置されているので、指または治具を凹部４４に引っ掛けるのが容易である。内側シール部材２０の弾性部３４は凹部４４およびその付近には設けられず、弾性部３４は凹部４４に充填されていないので、大気側にいる作業員は凹部４４を見つけやすい。また、内側シール部材２０の弾性部３４は凹部４４に充填されていないので、指または治具を凹部４４に引っ掛ける際、弾性部３４が邪魔にならない。したがって、密封装置１を転がり軸受２から容易に引き抜くことが可能である。

この実施形態によれば、円筒部分３６の複数のフック部３６ａは周方向に間隔をおいて配置されているので、周方向に連続した円環状のフック部を有する場合に比べて、外輪８の孔８Ａの内周面に形成された周溝８Ｂからフック部３６ａを小さい力で取り外すことができる。したがって、外側シール部材３０を転がり軸受２の外輪８の孔８Ａから小さい力で抜き出すことができる。

図３および図４に示すように、複数のフック部３６ａは、密封装置１の軸線を中心にして、複数の軸線方向突出部分４０とそれぞれ同じ角度位置に配置されている。このため、軸線方向突出部分４０の凹部４４に指または治具を引っ掛けて、外側シール部材３０の一部を径方向内側に圧縮すると、同じ角度位置にあるフック部３６ａが径方向内側に圧縮される。したがって、外輪８の孔８Ａの内周面に形成された周溝８Ｂからフック部３６ａを容易に取り外すことができる。

図６は、使用状態の本発明の実施形態の変形例に係る密封装置１を示す。この変形例では、各軸線方向突出部分４０には、凹部４４の代わりに、貫通孔ではない凹部８４が形成されている。凹部８４は、軸線方向突出部分４０の径方向外側の面で開口する。他の特徴は、上記の実施形態と同じである。

図７を参照して、図６の密封装置１の取り外し作業を説明する。

まず、図５の治具７４に比べて、短い先端部７４ｂを有する１つ以上の治具７４を準備する。作業者は治具７４のハンドル部７４ａを握る。

そして、治具７４の先端部７４ｂを、密封装置１の外側シール部材３０の剛性部３２の軸線方向突出部分４０に形成された凹部４４に挿入することにより、治具７４で軸線方向突出部分４０を捕捉する。

この状態で、治具７４により、外側シール部材３０の軸線方向突出部分４０に対して径方向内側に向かう力Ｆを与えて、外側シール部材３０を径方向に圧縮することによって、外輪８の孔８Ａの内周面から外側シール部材３０の剛性部３２の円筒部分３６を部分的に離す。特に、孔８Ａの周溝８Ｂからフック部３６ａを取り外す。

一度に複数の治具７４を用いて、孔８Ａの周溝８Ｂから複数のフック部３６ａを取り外してもよい。あるいは１つの治具７４を用いて、孔８Ａの周溝８Ｂから１つのフック部３６ａを取り外すことを繰り返して、周溝８Ｂから複数のフック部３６ａを取り外してもよい。

次に、凹部４４に先端部７４ｂが挿入された治具７４を力Ｓで引くことにより、外側シール部材３０を軸線方向に移動させて、外側シール部材３０を転がり軸受２の外輪８の孔８Ａから抜き出すことができる。一旦、外輪８の孔８Ａの周溝８Ｂから複数のフック部３６ａを取り外せば、外側シール部材３０の弾性変形を利用して、外側シール部材３０を転がり軸受２の外輪８の孔８Ａから抜き出すのは容易である。

外側シール部材３０を抜き出すことに伴い、内輪６に固定された内側シール部材２０も外側シール部材３０と一緒に抜き出すことができる。すなわち、外側シール部材３０を抜き出す途中で、外側シール部材３０の内側延長部分４２の周囲の弾性部３４が内側シール部材２０の外側スリーブ２６の円環部分３８側の端部に接触する。つまり、外側シール部材３０の内側延長部分４２の周囲の弾性部３４が内側シール部材２０の外側スリーブ２６に引っ掛かる。したがって、治具７４で内側シール部材２０も大気側Ａに引っ張ることができる。このようにして、密封装置１を容易に取り外すことが可能である。但し、外側シール部材３０と内側シール部材２０を同時に取り外すことは必須ではなく、内側シール部材２０を内輪６から引き抜いた後に、外側シール部材３０を外輪８から引き抜いてもよい。

この取り外し作業は、治具７４を用いるが、治具７４の代わりに、作業者の指を用いてもよい。また、治具７４を用いる場合であっても、治具７４は、外側シール部材３０に軸線方向の力Ｓを与えて外側シール部材３０を外輪８の孔８Ａから抜き出すことだけに使用してもよい。すなわち、力Ｓを外側シール部材３０に与える前に、作業者の指または他の治具を用いて、外側シール部材３０に径方向内側に向かう力Ｆを与えて外側シール部材３０を径方向に圧縮してもよい。

図８は、使用状態の本発明の実施形態の他の変形例に係る密封装置１を示す。この変形例では、各軸線方向突出部分４０には、凹部４４または８４の代わりに、貫通孔ではない凹部８６が形成されている。凹部８６は、軸線方向突出部分４０の先端８７が径方向外側に折り曲げられることによって設けられ、軸線方向突出部分４０の径方向外側で開口する。他の特徴は、上記の実施形態と同じである。

当業者であれば、図７を参照して説明した手法と同様の手法で密封装置１を転がり軸受２から取り外すことができるのを理解できるであろう。

図９は、使用状態の本発明の実施形態のさらに他の変形例に係る密封装置１を示す。この変形例では、外側シール部材３０の剛性部３２の内側延長部分４２が環状の円板８８で覆われており、円板８８がさらに弾性部３４の固定部分５０で覆われている。円板８８は、外側シール部材３０の剛性部３２の円環部分３８および／または内側延長部分４２に半田付けまたは溶接で固定されていてもよい。

円板８８は、内側延長部分４２の間にある図３および図４に示す切り欠き４１を覆う。したがって、大気側Ａから飛んでくる異物によって、切り欠き４１に充填された弾性部３４の固定部分５０が損傷しても、円板８８が大気側Ａから軸受内部側Ｂへの異物の侵入を防止する。他の特徴は、上記の実施形態と同じである。

図１０は、使用状態の本発明の実施形態のさらに他の変形例に係る密封装置１を示す。この変形例では、複数の軸線方向突出部分４０は、剛性部３２を折り曲げて形成されるのではなく、剛性部３２の円環部分３８に半田付けまたは溶接で固定された板である。

図１０の変形例では、外側シール部材３０の剛性部３２の円環部分３８には、切り欠き４１が形成されておらず、弾性部３４の固定部分５０は円環部分３８の内側端縁を覆う。したがって、円環部分３８を覆う弾性部３４の固定部分５０が損傷しても、円環部分３８が大気側Ａから軸受内部側Ｂへの異物の侵入を防止する。固定部分５０の外端縁５０ａは、軸線方向突出部分４０よりも径方向外側にあってもよいが、図示のように軸線方向突出部分４０よりも径方向内側にあってもよい。他の特徴は、上記の実施形態と同じである。

以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。

例えば、上記の実施形態では、内側部材である内輪６が回転部材であり、外側部材である外輪８が静止部材である。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、互いに相対回転する複数の部材の密封に適用されうる。例えば、内側部材が静止し、外側部材が回転してもよいし、これらの部材のすべてが回転してもよい。

上記の変形例は、矛盾しない限り、組み合わせてもよい。

本発明の態様は、下記の番号付けされた条項にも記載される。

条項１． 転がり軸受の相対的に回転する内側部材と外側部材との間に配置され、前記内側部材と前記外側部材との間の間隙を封止する密封装置であって、
前記内側部材に固定される環状の内側シール部材と、
前記外側部材の孔の内面に固定され、前記内側シール部材の径方向外側に配置される環状の外側シール部材とを備え、
前記内側シール部材は、
前記内側部材に固定される内側スリーブと、
前記内側スリーブの大気側の端部に一体に連結されて前記内側スリーブの外側に放射状に広がるフランジと、
前記フランジの外端縁に一体に連結されて前記内側スリーブと同心に配置された外側スリーブとを有しており、
前記外側シール部材は、
剛性材料から形成された剛性部と、
前記剛性部に固定された弾性材料から形成された弾性部とを備え、
前記剛性部は、
前記外側部材の孔に嵌め込まれて前記外側部材に固定される円筒部分と、
前記円筒部分の大気側の端部に一体に連結されて前記円筒部分の径方向内側に向けて延びる円環部分と、
前記円筒部分の径方向内側に配置され、前記円環部分から大気側に向けて前記外側シール部材の軸線方向に突出する複数の軸線方向突出部分と、
各軸線方向突出部分に形成されて、指または治具で前記外側シール部材が引っ張られることを案内する凹部とを備え、
前記弾性部は、
前記剛性部の前記円環部分に固定された固定部分と、
前記固定部分から前記内側シール部材の前記内側スリーブに向けて延びる少なくとも１つのシールリップと、
前記固定部分から前記内側シール部材の前記フランジに向けて延びる少なくとも１つのダストリップとを備え、
前記軸線方向突出部分は、前記内側シール部材の前記外側スリーブの径方向外側に、前記外側スリーブと間隔をおいて配置され、
前記弾性部は、前記剛性部の前記軸線方向突出部分の前記凹部に充填されていない
ことを特徴とする密封装置。

条項２． 前記凹部は、前記軸線方向突出部分を貫通する貫通孔であり、
前記内側シール部材の前記外側スリーブの前記円環部分側の端部は、前記貫通孔の前記円環部分側の端部よりも大気側に位置する
ことを特徴とする条項１に記載の密封装置。

この条項によれば、指または治具を凹部である外側シール部材の貫通孔に挿入すると、指または治具で内側シール部材の外側スリーブを大気側に引っ張ることができる。したがって、内側シール部材を外側シール部材と一緒に、転がり軸受の外側部材から容易に抜き出すことができる。

条項３． 前記シールリップは、前記内側シール部材に接触しない
ことを特徴とする条項１または２に記載の密封装置。

この条項によれば、シールリップが内側シール部材に接触しないので、シールリップの摩擦に起因する発熱が防止され、シールリップの劣化を低減することができる。

条項４． 前記ダストリップは、前記内側シール部材に接触しない
ことを特徴とする条項１から３のいずれか１項に記載の密封装置。

この条項によれば、ダストリップが内側シール部材に接触しないので、ダストリップの摩擦に起因する発熱が防止され、ダストリップの劣化を低減することができる。

条項５． 前記外側シール部材の前記弾性部は、円環状のラビリンス突起を有し、前記ラビリンス突起は、前記ダストリップの径方向外側、かつ前記内側シール部材の前記外側スリーブの径方向内側に配置され、前記固定部分から前記内側シール部材の前記フランジに向けて延び、前記内側シール部材に接触しない
ことを特徴とする条項１から４のいずれか１項に記載の密封装置。

この条項によれば、外側スリーブとダストリップの間にラビリンス突起が配置されているので、外側スリーブとダストリップの間に、複雑なラビリンス状の空間が設けられる。したがって、大気側から異物がダストリップに到達しにくく、軸受に異物が侵入しにくい。

条項６． 前記外側シール部材の前記円筒部分は、前記外側部材の孔の内周面に形成された周溝に嵌め込まれる複数のフック部を有し、前記フック部は周方向に間隔をおいて配置されている
ことを特徴とする条項１から５のいずれか１項に記載の密封装置。

この条項によれば、複数のフック部は周方向に間隔をおいて配置されているので、周方向に連続した円環状のフック部を有する場合に比べて、外側部材の孔の内周面に形成された周溝からフック部を小さい力で取り外すことができる。したがって、外側シール部材を転がり軸受の外側部材の孔から小さい力で抜き出すことができる。

条項７． 前記密封装置を上または下から見たとき、前記フック部は、前記密封装置の軸線を中心にして、前記軸線方向突出部分とそれぞれ同じ角度位置に配置されている
ことを特徴とする条項６に記載の密封装置。

この条項によれば、軸線方向突出部分の凹部に指または治具を引っ掛けて、外側シール部材の一部を径方向内側に圧縮すると、同じ角度位置にあるフック部が径方向内側に圧縮される。したがって、外側部材の孔の内周面に形成された周溝からフック部を容易に取り外すことができる。

Ａ 大気側
Ｂ 軸受内部側
１ 密封装置
２ 転がり軸受
６ 内輪（内側部材）
８ 外輪（外側部材）
８Ａ 孔
８Ｂ 周溝
２０ 内側シール部材
３０ 外側シール部材
２２ 内側スリーブ
２４ フランジ
２６ 外側スリーブ
２６ａ 端部
３２ 剛性部
３４ 弾性部
３６ 円筒部分
３６ａ フック部
３８ 円環部分
４０ 軸線方向突出部分
４１ 切り欠き
４２ 内側延長部分
４４，８４，８６ 凹部
４４ａ 端部
５２，５３ シールリップ
５４ ダストリップ
５６ ラビリンス突起
５７ 空間
７４ 治具

Claims (7)

1. 転がり軸受の相対的に回転する内側部材と外側部材との間に配置され、前記内側部材と前記外側部材との間の間隙を封止する密封装置であって、
   前記内側部材に固定される環状の内側シール部材と、
   前記外側部材の孔の内面に固定され、前記内側シール部材の径方向外側に配置される環状の外側シール部材とを備え、
   前記内側シール部材は、
   前記内側部材に固定される内側スリーブと、
   前記内側スリーブの大気側の端部に一体に連結されて前記内側スリーブの外側に放射状に広がるフランジと、
   前記フランジの外端縁に一体に連結されて前記内側スリーブと同心に配置された外側スリーブとを有しており、
   前記外側シール部材は、
   剛性材料から形成された剛性部と、
   前記剛性部に固定された弾性材料から形成された弾性部とを備え、
   前記剛性部は、
   前記外側部材の孔に嵌め込まれて前記外側部材に固定される円筒部分と、
   前記円筒部分の大気側の端部に一体に連結されて前記円筒部分の径方向内側に向けて延びる円環部分と、
   前記円筒部分の径方向内側に配置され、前記円環部分から大気側に向けて前記外側シール部材の軸線方向に突出する複数の軸線方向突出部分と、
   各軸線方向突出部分に形成されて、指または治具で前記外側シール部材が引っ張られることを案内する凹部とを備え、
   前記弾性部は、
   前記剛性部の前記円環部分に固定された固定部分と、
   前記固定部分から前記内側シール部材の前記内側スリーブに向けて延びる少なくとも１つのシールリップと、
   前記固定部分から前記内側シール部材の前記フランジに向けて延びる少なくとも１つのダストリップとを備え、
   前記軸線方向突出部分は、前記内側シール部材の前記外側スリーブの径方向外側に、前記外側スリーブと間隔をおいて配置され、
   前記弾性部は、前記剛性部の前記軸線方向突出部分の前記凹部に充填されていない
   ことを特徴とする密封装置。
2. 前記凹部は、前記軸線方向突出部分を貫通する貫通孔であり、
   前記内側シール部材の前記外側スリーブの前記円環部分側の端部は、前記貫通孔の前記円環部分側の端部よりも大気側に位置する
   ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 前記シールリップは、前記内側シール部材に接触しない
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
4. 前記ダストリップは、前記内側シール部材に接触しない
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の密封装置。
5. 前記外側シール部材の前記弾性部は、円環状のラビリンス突起を有し、前記ラビリンス突起は、前記ダストリップの径方向外側、かつ前記内側シール部材の前記外側スリーブの径方向内側に配置され、前記固定部分から前記内側シール部材の前記フランジに向けて延び、前記内側シール部材に接触しない
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の密封装置。
6. 前記外側シール部材の前記円筒部分は、前記外側部材の孔の内周面に形成された周溝に嵌め込まれる複数のフック部を有し、前記フック部は周方向に間隔をおいて配置されている
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の密封装置。
7. 前記密封装置を上または下から見たとき、前記フック部は、前記密封装置の軸線を中心にして、前記軸線方向突出部分とそれぞれ同じ角度位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の密封装置。

Images